主流视频编码器H264、HEVC、AV1之间的视频质量以及编码速度比较(一)

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主流视频编码器H264、HEVC、AV1之间的视频质量以及编码速度比较(一)

2024-07-06 08:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

前言

当前,由于AV1编码器开源以及免专利费的优势,已有许多视频平台对其进行了支持,并且最近硬件也开始对AV1编码进行了支持,如英特尔Arc显卡、英伟达RTX40系显卡、以及即将发售的AMD RX7000系列显卡。可以预见的是,AV1编码将成为主流。

而关于AV1和HEVC这俩个编码器之间的编码效率以及压缩率的比较,网络上众说纷纭,于是up做了这期的横比,同时也将H264加入了比较,顺便看看这俩个新编码器相对于老编码器的提升有多大。

实验平台

CPU:Ryzen 5900X

GPU:RTX 4090(驱动:Nvidia Studio 526.98)

内存:64GB

系统:windows10专业工作站版22H2

所用工具

①DaVinci Resolve 18.10(达芬奇视频调色剪辑软件):最新的达芬奇已经支持了AV1的硬件编码。

②Voukoder插件:一款好用的视频导出插件,可以通过连接器在Adobe Premiere或者达芬奇里打开使用,目前最新的Voukoder12正式版也支持了最新的AV1_nvenc。

开源地址:https://github.com/Vouk/voukoder

③视频质量评价工具VMAF:VMAF的全称是Video Multi-Method Assessment Fusion,它是由 Netflix所推出的一款视频质量比较分析工具,即以原视频为标准对受损视频进行画质打分,相比于广泛采用的纯数学模型评价方法,VMAF采用了机器学习的方式对视频质量进行视觉上的评价,也就是说它更加偏向于人的主观感受。

开源地址:https://github.com/Netflix/vmaf

实验准备

①基准视频

采用码率为114M的4k视频作为压缩源了,并且将其作为VMAF对比的基准视频。

②所用的vmaf模型:vmaf_4k_v0.6.1。

实验设计

①一共设计了七组数据,分别是:软件编码H264,达芬奇硬件编码H264、HEVC、AV1,Voukoder硬件编码H264、HEVC、AV1。

②每组都导出六种不同的码率,分别为:4000、8000、12000、16000、20000、40000(kbps)

③配置文件均为main,颜色编码均为yuv420,均使用可变比特率(VBR)进行编码来保证视频的质量。

④统计结果为VMAF分数(越高越好)和编码耗时。

实验结果Ⅰ.VMAF分数结果图

H264、HEVC、AV1编码质量的比较:

由结果图Ⅰ可以看到,AV1>HEVC>H264,这个结果虽然在预计之中,但是却观察到Voukoder的AV1硬编远强于达芬奇自带的AV1硬编,并且在HEVC和H264硬件编码上,Voukoder也强于达芬奇自带的编码,up原本以为这俩导出质量会差不多。最令人震惊的是,Voukoder的AV1硬编的8000码率在质量上就与原视频持平了,到了4000码率才有较大的质量下降,而其在4000码率的质量就等同于8000码率的HEVC和12000码率的H264。

Ⅱ.耗时

导出时间比较:

首先没想到的是,质量最好的Voukoder的AV1硬编耗时居然是最少的,可见Voukoder插件对AV1的支持已经非常好了,而耗时最多的是HEVC。

总结

由实验结果可知,AV1确实有着取代HEVC的实力,其在质量上超越HEVC的同时,编码耗时也比HEVC短很多,甚至比H264耗时还要短一点。并且AV1在低码率下的压缩率非常高,这也让它非常适用于流媒体。与之相对应的HEVC,虽然在低码率下比H264质量高很多,但是一旦码率超过一万,其对比H264的提升就微乎其微了,并且导出耗时远高于H264。

本人声明:本次测试数据量较少,所用视频时间较短,并且对于10bit,HDR,yuv422,yuv444等均没有测试,结果仅供参考。



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